苏州科技大学电子与信息工程学院，江苏 苏州 215009
作为前景广阔的高动态对比度显示系统，基于Mini-LED背光的液晶显示受到越来越多的关注。由于背光分区和液晶漏光问题，Mini-LED背光LCD中出现光晕效应，降低了图像质量。为了准确再现不同参数下的光晕效应，建立了精确的Mini-LED背光LCD显示系统光学模型。基于该模型设计了系统的视觉感知实验，研究不同Mini-LED背光分块大小、不同LCD对比度以及不同背光调制算法下，人眼对光晕效应的感知效果。实验结果表明，Mini-LED背光分块大小和调制算法对光晕效应有显著性影响，而LCD对比度对光晕效应感知无显著性影响。随着Mini-LED背光分块大小的增大，光晕效应显著增强。背光分块视角在0.5°及以上时，受测者能够较容易地感知到光晕效应。同时，主观实验结果和客观评价结果具有较高线性相关性。研究结果可为Mini-LED背光LCD显示系统的设计提供理论参考。
成像系统 Mini-LED背光 局部调光 光晕效应 视觉感知 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1211004
1 福州大学 物理与信息工程学院 平板显示技术国家地方联合工程实验室，福建 福州 350108
2 中国福建光电信息科学与技术创新实验室（闽都创新实验室），福建 福州 350108
3 TCL电子有限公司 研发中心，广东 深圳 518000
4 福州大学 至诚学院，福建 福州 350002
扩散板作为液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）背光中不可或缺的重要部件，可起到雾化光线的作用。常见的扩散板主要有表面微结构型与粒子散射型两种，主要性能参数是雾度及透光性，加入量子点的扩散板还具备色转换和改善色彩呈现能力的特性。相较于量子点色彩增强膜，量子点扩散板具有制备工艺更简单、成本更低、雾化能力更高等优势，非常适合于Mini-LED背光源。本文对液晶显示用扩散板的研究进展做了简要概述，并着重介绍了多层结构的量子点扩散板的制备工艺及性能。在稳定性方面，所制备量子点扩散板在高温高湿（60 ℃/90%RH）环境下可长时间储存，在蓝光照射条件下（中心波长450 nm，45 ℃/85%RH）的T95寿命超过了1 000 h。同时，该量子点扩散板在450 nm蓝光Mini-LED背光照射下的亮度均匀性高于80%，蓝、绿、红光的半峰宽分别小于20 nm、25 nm、25 nm，色域覆盖率达到了DCI-P3标准的99.58%。总之，该量子点扩散板兼具优异的色转换与匀光的功能，且寿命稳定，有望在大中型尺寸液晶显示器中得到大规模应用。
量子点 扩散板 背光 液晶显示 Mini-LED quantum dots diffuser plate backlight LCD Mini-LED
1 康佳集团股份有限公司，广东 深圳 518057
2 深圳康佳电子科技有限公司，广东 深圳 518107
微间距Mini LED直显屏幕随着光出射角度变大，将产生从正视白场到偏淡红色再到偏淡青色的角度色偏现象。通过测试及计算发现，在50°~60°视角位置出现色坐标拐点。通过光型分析，Mini LED屏幕表面的色偏现象与RGB裸晶片的光型不匹配及光型左右不对称有关。同时由于RGB颜色在介质中的色散现象，红光的逃逸角大于蓝绿光，光线经过介质后红光光型发散程度强于蓝绿光。红绿蓝光强衰减程度的差异引起了出射光的角度色偏现象。
Mini LED 色偏 色散 折射率 Mini LED color deviation dispersion refractive index
1 南京工业大学 1. 材料科学与工程学院, 南京 211816
2 南京工业大学
3 2. 电光源材料研究所, 南京 210009
4 3. 轻工业部南京电光源材料科学研究所, 南京 210015
5 南京工业大学 4. 江苏长晶科技有限公司, 南京 211800
基于Taguchi实验方法和Tracepro仿真软件, 研究了Mini LED背光模组中LED芯片大小、芯片发光半角、芯片出光面到液晶层的距离等因素, 对液晶面板照度均匀性的影响规律并对其进行了相应分析。研究结果表明: 芯片出光面到液晶层的距离对照度均匀性影响最大, 影响因素的权重占比达到82.88%; 发光半角占比14.33%: 芯片大小占比为14.33%。根据研究结果, 固定发光半角与芯片尺寸, 调节出光面与液晶面板层的距离, 得到了最优的照度均匀度。
背光模组 芯片大小 发光半角 照度均匀性 Mini LED Mini LED backlight module chip size luminous half angle illumination uniformity
1 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 TCL电子有限公司研发中心, 广东 深圳 518000
4 宁波激智科技股份有限公司, 江浙 宁波 315000
Mini-LED是Micro-LED的先导技术, 在液晶显示应用中被定义为“高阶直下式再升级”产品。最近各大终端消费电子品牌相继推出了基于Mini-LED背光的新产品, 成为TV行业新的技术发展趋势。最近, Mini-LED背光技术迅速发展, 与之相关的芯片、封装、面板以及整机等行业内的重要供应商相继入局, 形成了推动Mini-LED背光技术发展的重要力量。本文从TV技术的角度出发, 介绍了近期Mini-LED背光技术的研发进展, 阐述了Mini-LED背光技术对推动消费电子领域产品技术革新的重要意义, 在此基础上从技术和应用的角度探讨了Mini-LED背光技术当前面临的主要挑战, 并对未来发展趋势进行了展望。
背光技术 对比度 显示 Mini-LED Mini-LED backlight technology contrast ratio display
福州大学 物理与信息工程学院 闽都创新实验室, 福建 福州 350016
Mini-LED背光能够通过精细化的分区实现局域动态调光, 是当前液晶背光技术的研究热点。为揭示Mini-LED背光不同的调光单元形式对背光模组的光学性能和系统架构产生的不同影响, 本文建立了Mini-LED背光模组区域调光单元的3种不同的光学模型, 即直下式调光单元、侧入式调光单元, 以及本文提出的角入式调光单元。通过对不同结构的Mini-LED发光源光学模型进行光学建模和仿真追迹, 对调光单元进行了出光均匀性和光线利用率的对比。结果表明, 角入式调光单元在未添加光学膜片的情况下, 出光均匀性为67.27%且光线利用率为86.67%; 在添加光学膜片的情况下, 出光均匀性为84.70%且光线利用率为92.10%。与传统侧入式调光单元和直下式调光单元相比有不同程度的提升。本文结果对Mini-LED背光单元设计具有重要的理论指导意义和应用价值。
液晶背光 区域调光 导光板 Mini-LED发光源 角入式背光 liquid crystal display backlight local dimming light guide plate Mini-LED source corner-lit backlight
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室 现代显示技术省部共建国家重点实验室 光电技术研究院, 安徽 合肥 230009
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
21世纪初商业显示逐步发展成为一个独立的行业, 为了提升广色域全彩Mini-LED商业显示所呈现出的视觉效果, 针对当前Mini-LED拼接屏颜色还原效果不佳、色差较大且价格高昂等问题, 提出了一种应用于Mini-LED商业显示的色域映射方法。该方法基于Mini-LED的显示特性文件, 通过查找表与四面体插值运算对其进行色域映射, 再根据Mini-LED拼接屏对不同颜色特征的还原效果与表达能力之间的差异对查找表进行优化, 改善了映射精度、映射时间以及资源消耗之间的平衡。实验结果表明: Mini-LED显示在进行色域映射后的最大亮度损失约为3.5%, 像素光强均匀性由8.2%降至4.9%, 色差由2.2ΔE降至1.3ΔE, 证明该方法对全彩Mini-LED商业显示在像素光强均匀性、色差等方面均有较好的矫正效果, 同时在视觉观测下的效果也有一定的提升。
色域映射 商业显示 全彩Mini-LED 色差矫正 color gamut commercial display full-color Mini-LED chromatic aberration correction
1 五邑大学 智能制造学部, 数字光芯片实验室， 广东 江门 529000
2 深圳劲拓自动化设备股份有限公司， 广东 深圳 518126
3 华南理工大学 高分子光电材料与器件研究所, 发光材料与器件国家重点实验室,材料科学与工程学院， 广东 广州 510640
本文对最近若干年显示驱动显示芯片的原理和发展进行了概括总结，对未来显示驱动芯片的发展趋势进行了预测与展望。采取综述的形式，先介绍几种常见的显示屏幕，根据显示屏需要的显示驱动技术，引入到显示驱动的原理，最后列举显示驱动芯片的发展现状，整理出近几年的发展亮点和发展趋势，再对显示驱动芯片未来的发展进行预测展望。通过对近几年各个热门公司的显示驱动芯片的对比，发现显示驱动芯片的革新速度明显增快，功能明显增多。作为显示驱动技术的智慧结晶，显示驱动芯片在未来几年将有更加快速的发展变化。
显示驱动芯片 发光二极管 液晶显示器 有机发光二极管 display driver chip LED LCD OLED micro-LED Micro-LED mini-LED Mini-LED
Mini-LED背光模组具有精准的局域控光能力且可实现超薄HDR显示, 目前其已成为显示行业研究热点之一。针对Mini-LED在点灯过程中发生的灭灯现象, 从灯板制作工艺入手, 探讨了灭灯现象发生的机理。并基于有限元模拟方法, 结合灯板制作工艺、灯板结构等实际情况合理建立了Mini-LED模组仿真模型, 模型仿真温度值与实测值对比误差在5%以内。将灯板在高温试验条件下极限状态温度场导入力学仿真模块进行力学模拟, 获得极限状态下的热应力值大小及分布, 并进一步推算出芯片所受最大推力值。将芯片所受推力值模拟结果与实测结果进行对比后, 发现模拟结果位于实测结果的上下四分位数之间, 且大于实测结果平均值, 符合实际情况。基于模拟结果, 改善了芯片锡膏, 在芯片最大推力提高15%的情况下, 实测芯片推力值的下四分位数值大于模拟值, 且Mini-LED灭灯的发生概率从1.13×10-4降低到了1×10-5以下, 改善效果明显。
有限元仿真 灭灯 热-力耦合模拟 FEM simulation Mini-LED Mini-LED light-off thermo-mechanical coupling
